Precipitation hardening in two Al-Mn-Cu-Mg-Si alloys aimed for brazed heat exchangers

Abstract

FA7850 and FA7933 er to forskjellige aluminiumslegeringer med herdingspotensial. Beregninger viser at en høyere andel av herdningspresipitater skal være tilstede i FA7933 enn i FA7850 ved likevekt ved 100 °C. En høyere andel elementer i fast løselighet skal også være tilstede ved likevekt ved 250 °C. FA7933 skal derfor ha høyere mekaniske egenskaper, men det er ikke hva som er observert. Denne masteroppgaven ser på dispersoidedannelse for forskjellige glødetider, og også måling av hardhet og elektrisk ledningsevne. FA7850 har høyere hardhet, mest sannsynlig på grunn av flere elementer i fast løselighet. Den elektriske ledningsevnen er også høyere for FA7850, med lavere innhold av Mn som sannsynlig forklaring. Resultatene indikerer en høyere andel dispersoider i FA7933, ved bruk av back-scatter electron-bilder fra SEM. Den høye andelen av dispersoider tar mest sannsynlig opp herdingspresipitatene som dannes i materialet, og gjør derfor FA7933 svakere enn FA7850, selv om FA7933 inneholder mer Cu.

FA7850 and FA7933 are two different aluminium alloys with age-hardening potential. Computations done show that a higher amount of hardening precipitates should be present in FA7933 than in FA7850 at equilibrium at 100 °C. A higher amount of elements in solid solution should also be present at equilibrium at 250 °C. FA7933 should therefore have higher mechanical properties, but this is not the case observed. This master thesis studies the dispersoids formation for different annealing times, as well as measuring hardness and electrical conductivity. FA7850 has higher hardness, likely due to more elements in solid solution. The electrical conductivity is also higher for FA7850, with the lower amount of Mn compared to FA7933 likely the reason. The results indicate a higher amount of dispersoids in FA7933, using back-scattered electron images from SEM. The high amount of dispersoids is likely “consuming” the hardening precipitates being formed in the material, and thus making FA7933 weaker than FA7850, despite FA7933 containing more Cu.